CST中,IDEM在電源EMC仿真中的應(yīng)用
作者 | Zhou Ming
在正式介紹IDEM應(yīng)用之前,我先給大家講一個客戶最近遇到的問題??蛻粽谧鲭娫碈E仿真,PCB上的關(guān)鍵的磁性器件如變壓器、電感等都采用全3D建模,這對軟件的求解能力和精度提出了很高的要求。
客戶在仿真時發(fā)現(xiàn):3D計算時使用的F-solver,當(dāng)仿真頻段設(shè)置0-50M和0-120M兩種情況時,仿真出來的輸出電壓有很大差異,如下圖所示,放大之后可以明顯看出電源輸出out的電壓直流和交流分量都不一致。
為什么會產(chǎn)生這么大的差異呢?我們首先要了解CST的場路協(xié)同仿真是如何工作的。以電源模塊CE仿真為例,CST Design Studio的標(biāo)準(zhǔn)場路聯(lián)合仿真流程,需要首先進(jìn)行3D計算出S參數(shù),在電路中使用s參數(shù)來描述3D模塊。在3D計算過程中,很多常見的因素(例如網(wǎng)格設(shè)置、邊界設(shè)置、求解器精度設(shè)置、端口設(shè)置等)都會導(dǎo)致得到的S參數(shù)不滿足無源性和因果性的要求。關(guān)于無源性和因果性,感興趣的小伙伴可以參考仿真實例006:用IDEMWORK提取寬帶宏模型(上),里面有詳細(xì)的解釋。
那么怎樣才能確保得到準(zhǔn)確的S參數(shù)呢?除了3D仿真時采用正確的設(shè)置外,還需要用到一個重要的工具——IDEM。IDEM是Simulia CST軟件下的一個專業(yè)工具,它不僅僅可以把S參數(shù)轉(zhuǎn)換成宏電路模型,更重要的是提升S參數(shù)的精度,確保結(jié)果滿足無源性和因果性的要求,從而得到正確的EMC仿真結(jié)果。
接下來我將會給大家展示IDEM的處理過程。
2. 點擊IDEM右側(cè)的“...”,然后點擊OK,軟件會自動調(diào)用IDEM。
3. IDEM是一個非常強(qiáng)大的工具,正常情況下按照默認(rèn)的設(shè)置就能解決問題,如果仿真結(jié)果還不理想,可以參考以下設(shè)置。點擊model/build,彈出下面的對話框,點擊Advanced。
4. 分別對Fitting Options和Passivity Enforcement Option進(jìn)行調(diào)整,強(qiáng)制無源性處理。
5. 點擊run之后,我們可以看到所有的數(shù)據(jù)已經(jīng)提示“Compensation was successful”。
6. 回到IDEM主界面,點擊model/Export/to CST Design Studio,點擊yes。到此為止,IDEM處理告一段落。
8. 回到電路工作室,重新運(yùn)行Trans任務(wù),我們直接看看仿真結(jié)果對比吧??梢钥吹浇Y(jié)果一致性很好,放大后可以看到直流偏置有很小的差異,這不會對EMC結(jié)果造成影響。